Vanille uit hout

Belgische onderzoekers proberen hout om te zetten in waardevolle smaakstoffen, geneesmiddelen en plastics.

De wetenschappers willen die stoffen bovendien halen uit wat velen vooralsnog als een laagwaardige, vervelende component van hout beschouwen: lignine. ‘Hout bevat ongeveer 45 procent cellulose, 20 procent hemicellulose en 20 procent lignine’, zegt Bert Lagrain van het Centrum voor Oppervlaktechemie en Katalyse (KU Leuven). ‘Voor de papierindustrie en bij de productie van bio-ethanol uit hout is enkel de (hemi)cellulose nuttig: lange moleculen die we makkelijk kunnen bewerken. Lignine zorgt ervoor dat hout traag afbreekt: het zijn complexe moleculen waarvan we de structuur nog niet volledig kennen. Micro-organismen hebben er een hele kluif aan om die te slopen. Lignine wordt nu verbrand als energiebron of verwerkt in bouwmateriaal.’

Daar wil het ARBOREF-project een einde aan maken: wetenschappers van de KU Leuven, UGent, UAntwerpen, VITO en het VIB werken samen aan processen die lignine omzetten in chemische bouwstenen voor kunststoffen, smaakstoffen en farmaceutica. ‘We willen er bijvoorbeeld fenol van maken, een belangrijke molecule in de chemische industrie, die onder meer als grondstof dient voor pesticiden en plastics’, zegt Lagrain. ‘We mikken ook op de smaakstof vanilline.’ Verder onderzoek moet uitwijzen welke stoffen de onderzoekers nog meer uit het lignine kunnen puren.

Bioraffinaderij
Het is voorlopig goedkoper om de chemicaliën die de onderzoekers uit hout of grassen halen via de klassieke petrochemische weg te produceren, maar de vraag luidt hoe lang dat nog zal duren. ‘Bovendien merken we dat er in de industrie nu al interesse is in ‘groene’ alternatieven’, zegt Bert Sels, coördinator van ARBOREF. ‘We willen op termijn een bioraffinaderij opzetten die negentig procent van het hout in nuttige producten omzet’, zegt Sels. De wetenschappers maken daarbij vooral gebruik van klassieke chemische processen.

Eerder ontwikkelden de KUL-onderzoekers al een chemisch proces om cellulose om te zetten in bouwstenen voor plastics en benzine. Die cellulosebenzine kan, net als bio-ethanol, met gewone benzine worden gemengd. ‘Maar in tegenstelling tot bio-ethanol verlaagt ze de kwaliteit van de brandstof niet, omdat ze meer op echte benzine lijkt’, zegt Sels.

ARBOREF wil de productie van biobenzine langs de klassieke chemische weg verder uitwerken. Maar er is ook plaats voor biotechnologie: wetenschappers van het VIB proberen de structuur te veranderen van lignine in populieren, opdat ze die makkelijker kunnen omzetten. Daarnaast proberen de Leuvense wetenschappers nieuwe gisten te ontwikkelen die niet alleen cellulose, maar ook hemicellulose in bio-ethanol omzetten. ‘Als we willen dat de biogebaseerde economie doorbreekt, moeten biotechnologie en klassieke chemie de handen in elkaar slaan.’